ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоотдача при ламинарном движении жидкости из "Теоретические основы типовых процессов химической технологии" При входе жидкости в канал за счет торможения, вызываемого стенками, на них формируется пограничный слой. По мере удаления от входа толщина пограничного слоя постепенно возрастает, пока пограничные слои, прилегающие к противоположным стенкам, не соединятся. Участок канала, предшествующей сечению, в котором это происходит, называется входным, а точнее — гидродинамическим входным участком или участком гидродинамической стабилизации. За этим сечением находится участок гидродинамически стабилизированного режима. Длина входного участка и кинетика роста пограничного слоя определяются значением Ке. [c.291] Кинетика формирования теплового пограничного слоя определяется значением критерия Пекле Ре = о)//а, которое, как было показано в гл. I, выражает отношение количеств теплоты, переносимых конвекцией и теплопроводностью. В потоке жидкости за счет теплопроводности теплота переносится практически лишь в направлении, перпендикулярном направлению потока, поскольку в направлении потока теплота переносится в основном за счет массового движения жидкости. Поэтому чем больше критерий Пекле, тем медленнее возрастает по длине толщина теплового пограничного слоя и тем больше входной участок. [c.292] Процессы термической и гидродинамической стабилизации происходят одновременно. Относительная скорость этих процессов зависит от значения критерия Прандтля Рг = г/а. При Рг 1 (т. е. V а) профиль скоростей формируется значительно быстрее, чем профиль температур. Поэтому длина участка гидродинамической стабилизации относительно невелика, и теплоотдача происходит в основном при сформировавшемся профиле скоростей. При Рг С 1, наоборот, формирование профиля температур сильно опережает формирование профиля скоростей и на значительной части канала можно считать скорость жидкости постоянной по сечению потока (поршневое движение). Наконец, при Рг = 1 профили скоростей и температур совпадают. Значения Рг для разных веществ изменяются в широких пределах. Для воды, различных органических и неорганических веществ, а также растворов критерий Рг изменяется в пределах от 1 до примерно 200. Однако для вязких жидкостей (глицерина, масел и т. д.) он может достигать несколько десятков тысяч. Значения Рг для газов изменяются в узких пределах (0,6—1). [c.292] Металлы в жидком состоянии (натрий, калий, ртуть и т. д.) отличаются очень низкими значениями Рг (от 0,005 до 0,05). [c.292] В рассматриваемом случае производная д 11дх — О, поскольку теплопроводностью в направлении движения по сравнению с конвективным переносом теплоты можно пренебречь, а = О вследствие однородности потока вдоль оси 2. [c.293] Для нахождения величин Qx и 0 необходимо в эти выражения подставить зависимость аУх = /(г/), описывающую профиль скоростей. Определив среднюю температуру жидкости, можно найти разность температур Д/ = /от — ср и значение коэффициента теплоотдачи а по формуле (IV. 2). [c.293] Путем усреднения температуры по сечению потока находятся значения /ж. ср, А/ = /ст — ср, а затем определяется значение критерия Нуссельта Ыи. [c.296] Как и в случае процесса теплоотдачи при движении жидкости в плоском канале, решение, описывающее поле температур в потоке жидкости Т = (х, г), получается в виде произведения двух функций М, зависящей от X, и Ы, зависящей от Я. Значения функции Т = (х, г) зависит от гидродинамической обстановки, т. е. от вида функции = Цх, г). [c.296] По рис. IV. б нетрудно установить, что HUop достигает предельной величины при существенно больших значениях чем локальный критерий Nu. [c.297] В расчетной практике учет изменения физических свойств жидкости, связанного с направлением теплового потока, осуществляется путем введения поправочного множителя (Ргж/Ргст) предложенного М. А. Михеевым. Здесь Ргст и Рг — значения критерия Рг при температуре стенки и при средней по сечению температуре жидкости. [c.299] Для длинных труб ( /О -50) е = 1, при 110 — 20 е = 1,13, при 1/0 = 10 е = 1,28 и при С/О = 1 е = 1,90. [c.299] Вернуться к основной статье